【摘要】： 聚焦技術(shù)是HIFU治療系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的技術(shù)，聚焦效果是決定治療安全與成功的關(guān)鍵。分析計算不同情況下的聲聚焦特點，對提高實際治療效果具有重要意義。本文在綜述高強度聚焦超聲治療現(xiàn)狀和歸納聲波方程的基礎(chǔ)上，從兩個方面研究了HIFU治療系統(tǒng)中聲聚焦的影響因素。第一從聲波傳播的規(guī)律出發(fā)，采用Rayleigh積分研究了媒質(zhì)特征對聲聚焦的影響。第二通過求解聲波的非線性方程—SBE方程，研究了聲的非線性效應(yīng)對聲聚焦的影響。另外，還由Pennes方程對HIFU治療中聲聚焦與組織升溫及溫度分布規(guī)律的關(guān)系進行了定性分析。本論文的主要內(nèi)容為： 1．歸納了聲波的一般方程并介紹了非線性聲學(xué)有關(guān)情況。首先，由粗略分析和精確考慮二階微小項，分別得出聲波的線性方程和非線性方程的一般形式。然后，介紹了非線性聲學(xué)的發(fā)展及其兩個典型方程：KZK方程、SBE方程，為聲場的計算提供了理論基礎(chǔ)。 2．關(guān)于媒質(zhì)特性對聲聚焦影響的研究。由聲的波動本質(zhì)，根據(jù)Huygens原理，以單一凹球面自聚焦聲源為例，使用Rayleigh積分計算并模擬了聲衰減系數(shù)、聲速、溫度等特性參數(shù)不同的媒質(zhì)中聚焦超聲的聲場分布，得出單一特性對聲聚焦的影響。 3．關(guān)于超聲的非線性效應(yīng)對聲聚焦影響的研究。采用Kamakura提出的球束方程(SBE)，以單一凹球面自聚焦聲源為例，計算并模擬了聲的非線性效應(yīng)產(chǎn)生的各階諧波的聲場以及在不同媒質(zhì)參數(shù)、聲源參數(shù)條件下的諧波分布，得出非線性效應(yīng)在不同條件下對聲聚焦的影響。 4．對HIFU治療中溫度分布的定性分析。由Pennes方程定性分析了HIFU治療中影響溫度分布的主要因素，再次表明聲聚焦對治療的重要性。
【圖文】：

在超聲成像與醫(yī)療中，超聲波需要通過禍合媒質(zhì)及不同的生物組織，媒質(zhì)特性參數(shù)的不同會對超聲波的傳播和聚焦產(chǎn)生很大的影響。表3一1為水和幾種生物組織的特性參數(shù)，，計算結(jié)果如圖3一2、圖3一3所示。圖3一2為凹球面自聚焦聲源所發(fā)超聲波在不同媒質(zhì)里的焦域圖。圖3一3為聲壓在聲軸方向上和幾何焦平面?zhèn)认蛏系慕孛鎴D。從圖中

聲源參數(shù)相同的條件下，選擇媒質(zhì)的聲衰減系數(shù)分別為O、0.02、0.2、2惻加m書蛋龍)，其它特性都相同，如:聲速為1500而s，密度為溫度都為20。。，計算結(jié)果如圖3一4和圖3一5所示。佃氣一d8大二·側(cè)舊二)喲氣一加d8人恤·MHz)官爸nU君丫公 246稱之眾叻(c)“，.0二陽大的·MH名)z僅時的氣.2陽為瀚·MH幻它管享。63z仁時z仁時圖3一4聚焦超聲波在不同衰減系數(shù)媒質(zhì)里的焦域比較
【學(xué)位授予單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：R312

【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 張培;基于空間域的超聲層析成像方法研究[D];中北大學(xué);2012年

本文編號：2546229